Ядерный активационный анализ

Обычные методы анализа недостаточно чувствительны для обнаружения следовых количеств примесей в веществах. При проведении анализа этими методами часто сталкиваются с проблемой холостых определений (разд. 8.3). Для определения следовых количеств примесей в веществе целесообразно применять метод активационного анализа, обладающий высокой чувствительностью. Этот метод основан на превращении определяемых примесей при помощи ядерных реакций в радиоактивные нуклиды с последующим количественным определением их активности. Из множества ядерных реакций для проведения активационного анализа практически пригодны только реакции с участием нейтронов, протонов, дейтронов, тритонов, а-частиц й фотонов. Для объяснения сущности метода допустим, что речь идет об однородном веществе, содержащем реакционноспособные ядра и в течение определенного промежутка времени подвергающемся действию потока нейтронов или заряженных частиц. Число образовавшихся радиоактивных нуклидов М пропорционально потоку нейтронов Ф, числу реакционноспособных ядер N и эффективному сечению захвата о ядерной реакции [c.309]

Связь аналитической химии с другими науками весьма многообразна. С одной стороны, аналитическая химия получает от различных научных дисциплин принципы, закономерное , на основе которых создаются методы анализа, а также технические приемы, способы регистрации аналитического сигнала, методы обработки результатов. С другой стороны, аналитическая химия обеспечивает многие науки методами и приборами, подчас в очень значительной степени предопределяя успехи этих наук. Иногда связи более сложные науки взаимно дополняют друг друга. Так, разработав методы анализа ядерных материалов, аналитики помогли в создании ядерных реакторов, которые затем стали одним из инструментов аналитиков — с их помощью осуществляют радиоактивационный анализ. Полупроводниковые детекторы, которые увеличивают возможности того же активационного анализа, нельзя было бы создать без разработанных ранее методов анализа полупроводниковых материалов. [c.11]

Активационный анализ занимает значительное место в аналитической химии следовых количеств элементов. Он относится к наиболее чувствительным аналитическим методам преиму-шеством его является возможность проведения неразрушающего анализа. В то же время реальные возможности метода определяются соотношением значений поперечных сечений захвата ядерных реакций изотопов определяемых элементов и элементов матрицы и периодов полураспада соответствующих нуклидов. Эффективность активационного анализа зависит также от видов применяемого возбуждения нейтронами, заряженными частицами и фотонами. Поэтому часто становится необходимой предварительная радиохимическая подготовка пробы, например частичное растворение матрицы. [c.418]

В практике анализа воздуха на содержание вредных примесей широко применяются методы абсорбционной спектрометрии, флуоресцентные методы, газовая хроматография, атомно-абсорбционная спектроскопия, нейтронно-активационный анализ, ядерный магнитный резонанс, масс-спектроскопия [14]. В промышленных масштабах производятся автоматические газоанализаторы, обеспечивающие непрерывный контроль уровня загрязнения атмосферы [4, 14, 15]. В СССР получили широкое применение газоанализаторы ГПК-1 и Атмосфера , предназначенные для непрерывного контроля содержания 502 в атмосфере и в воздухе производственных помещений. Разработаны специальные методы измерения скорости осаждения пыли, сажи и других аэрозолей [4, И]. Инструментальные методы оперативного контроля загрязненности атмосферы позволяют принимать действенные меры регулирования и ограничения промышленных выбросов в воздух. [c.25]

В группе методов активационного анализа радиоактивный изотоп не вводят в исследуемую смесь, а получают в процессе облучения испытуемого образца. В результате происходящих при облучении ядерных реакций в образце возникают атомы изотопов исследуемых элементов или атомы новых радиоактивных элементов. При этом активации могут подвергаться одновременно несколько примесей и основное вещество. Например, при облучении нейтронами образцов полупроводникового германия, в котором содержатся примеси фосфора и галлия, происходят реакции по уравнениям [c.414]

Содержание различных элементов в бактериальных клетках и биологическая роль микроэлементов обсуждаются в работах [107, 1091 приготовление и хранение проб для анализа различных элементов описано в работах [107, 111]. Содержание металлов в пробах, представляющих интерес для бактериологов, определяют с помощью колориметрических методов, метода атомной абсорбции, фотометрии, спектрофотометрии, пламенно-эмиссионной фотометрии, ядерно-активационного анализа, ионселективных электродов, а также другими способами. Эти и другие методы определения металлов описаны в работах [106—109]. [c.367]

Ядерно-активационный анализ [108] основан на облучении образца с целью получения одного или нескольких радиоактивных элементов. Радиоактивные образцы идентифицируют и измеряют их количество. Преимуществами этого вида элементного анализа являются высокая чувствительность и возможность определения многих элементов в одном небольшом образце. Для применения этого метода необходимы источник нейтронов с высокой энергией (ядерный реактор или ускоритель), сложное оборудование для обнаружения изотопов, соответствующий компьютер и опытный персонал. При наличии необходимого оборудования применение этого метода требует относительно меньших затрат времени и средств, чем другие, если одновременно определяют несколько элементов в одном образце. Это особенно важно в случае, когда количество анализируемого материала ограниченно. [c.368]

ЧуЕ)Ствительность активационного анализа зависит от источника возбуждения и периода полураспада образовавшихся радиоактивных нуклидов и может достигать 10 г. С другой стороны, она определяется также природой содержащихся в анализируемой пробе элементов, которые можно активировать. Источники потока нейтронов с небольшой плотностью, такие, как смесь бериллия и радия, активируют лишь немногие элементы, но позволяют определять их с большой точностью. Источниками потока нейтронов большой плотности являются ядерные реакторы. [c.389]

Активационный анализ основан на образовании радиоактивных изотопов из стабильных изотопов определяемого элемента, подвергнутого облучению ядерными частицами. При этом активность образовавшегося радиоактивного изотопа пропорциональна числу атомов определяемого элемента. [c.30]

Описание лабораторий для работ первого класса ие входит в нашу задачу, так как такие работы проводятся только при активационном анализе, с использованием ядерного реактора. [c.330]

АКТИВАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ (радиоактивационный анализ), метод качественного и количественного элементного анализа в-ва, основанный на активации ядер атомов и исследовании образовавшихся радиоактивных изотопов (радионуклидов) В-во облучают ядерными частицами (тепловыми или быстрыми нейтронами, протонами, дейтронами, а-частицами и т д) или у-квантами Затем определяют вид, т е порядковый номер и массовое число, образовавшихся радионуклидов по их периодам полураспада и энергиям излучения , к-рые табулированы Поскольку ядерные р-ции, приводящие к образованию тех или иных радионуклидов, обычно известны, можно установить, какие атомы были исходными Количеств А а основан на том, что активность образовавшегося радионуклида пропорциональна числу ядер исходного изотопа, участвовавшего в ядерной р-ции При т наз абсолютном анализе измеряют активность радионуклида и рассчитывают исходное содержание определяемого элемента по ф-ле [c.72]

Замечательным примером применения радиоактивных индикаторов в аналитической химии является радиоактивационный анализ. Он основан на образовании в анализируемом материале радиоактивных изотопов или продуктов их превращений определяемых элементов под действием ядерных частиц. Его целесообразно использовать для определения малых примесей, когда обычные аналитические методы непригодны из-за ограниченной чувствительности. В табл. 19.10 приведена чувствительность активационного анализа при использовании для облучения анализируемого вещества медленных нейтронов ядерного реактора. [c.594]

Рассчитать процентное содержание серы в веществе по следующим данным активационного анализа (по ядерной реакции 5 п, р) Р ) [c.181]

Существует и другой вариант, а именно инструментальный активационный анализ, в котором избирательность определения отдельных элементов достигается на основе ядерно-физических свойств элементов и образующихся радиоизотопов. Преимущество этого варианта заключается в том, что анализ можно провести без разрушения пробы, что имеет, например, значение при исследовании археологических материалов и в ряде других случаев. Такой анализ отличается от радиохимического метода большой экспрессностью. В этом методе измеряют посредством специальной аппаратуры излучение данного элемента на фоне излучения других радиоизотопов, присутствующих в пробе. С этой целью варьируют условия облучения — тип и энергию излучения — и используют особенности схем распада определяемых изотопов — вид и энергию излучения, период полураспада и др. Достоинством метода является возможность полной [c.793]

Характерной особенностью физических методов анализа и аналитических процессов, лежащих в их основе, является высокая разрешающая способность , которая проявляется в дискретности характеристических сигналов (см рис. 4,5), регистрируемых в виде линейных спектров или острых пиков. Эта особенность присуща большинству ядерно-физических (ЯМР, активационный анализ) методов, а также методам рентгеновской, атомно-эмиссионной и абсорбционной спектроскопии. Причина высокой разрешающей способности этих методов — в относительно высоких значениях характеристических квантов энергии, сопровождающих переход из возбужденного состояния в основное (или наоборот) в процессе ядерных превращений и при переходах электронов на близких к ядру уровнях. Следствием высокой разрешающей способности физических методов является их высокая специфичность, проявляющаяся в почти полном отсутствии эффектов наложения сигналов элементов друг нз/друга. Однако нередко на основные сигналы накладываются сигналы сопутствующих процессов. Так, хотя спектральная линия атомного поглощения элемента характеризуется шириной не выше 0,1 нм, на нее часто накладывается спектр молекулярного поглощения соединений, образуемых элементом основы (матрицы) в условиях атомизации. [c.15]

Алексеев Ф.А. и др. Активационный анализ горных пород в условиях скважины и его применение для определения нефтеносных и водоносных пластов. Ядерная геофизика . (Сб. статей). М., Гостоптехиздат, 1959. [c.123]

Методы разделяют на дв< группы активационные (облучение угля и измерение интенсивности в разные интервалы времени) и методы, в которых измеряется интенсивность мгновенного 1>-излучения ядерных реакций. Анализ выполняют на быстрых и тепловых нейтронах. [c.38]

В, Т или др. нуклиды получаемый поток может превышать 10 нейтрон с (см. Нейтронные источники). Генераторы нейтронов наряду с ядерными реакторами используют в активационном анализе, нейтронографии. [c.256]

Опубликовано более 40 работ по определению примесей в алюминии высокой чистоты активационным методом. Анализируемый образец и эталоны облучают в ядерном реакторе потоком нейтронов 10 —нейтрон см сек и измеряют активности образующихся при этом радиоактивных изотопов с помощью сцинтилляционного у-спектрометра. Время облучения (в зависимости от определяемых примесей) от нескольких часов до нескольких недель. Большей частью предварительно разделяют примеси на группы различными методами осаждением на носителях, экстракцией, ионообменной хроматографией. Известен метод определения примесей с использованием у-спектрометрии и без химического разделения селективность метода при определении отдельных элементов достигается выбором соответствующего времени облучения и охлаждения [5951. Предложен метод активационного анализа без разрушения образца с применением Ое (Ь1)-детекторов у-излучения, обладающих высокой разрешающей способностью [1093]. [c.228]

Приборы становятся все более и более сложными, так же, как и программное обеспечение для них. Однако, за исключением нейтронного активационного анализа, требующего использования ядерного реактора, каждый прибор для элементного анализа может быть представлен в виде ряда следующих модулей [c.6]

Активационный анализ основан на измерении радиоактивности индикаторных радионуклидов, получаемых из стабильных нуклидов определяемых элементов с помощью ядерных реакций, индуцируемых при облучении пробы подходящими частицами, обычно нейтронами. [c.93]

Активационный анализ основан на превращении стабильного нуклида (А) определяемого элемента в радионуклид (В), называемый индикаторным радионуклидом (ИРН), с помощью ядерной реакции. Реакция индуцируется при воздействии на материал мишени бомбардирующих частиц (х), которыми могут быть нейтроны, заряженные частицы (протоны, дейтроны, тритоны, Не и альфа-частицы) или гамма-кванты. Ядерная реакция может быть представлена в следующем виде [c.93]

Преобладающим механизмом ядерных реакций, используемых для активационного анализа, особенно НАА, является образование составного ядра (С в уравнении 8.4-1, время жизни с). Этот механизм состоит из двух [c.93]

Радионуклид должен удовлетворять ряду требований, чтобы его можно было считать подходящим индикаторным радионуклидом для активационного анализа. Прежде всего, он должен давать достаточно высокую специфичную радиоактивность, и его получению не должны мешать другие нежелательные ядерные реакции. Возможность его специфичного детектирования с желаемой чувствительностью определяется типом, энергией и интенсивностью излучения, испускаемого в процессе распада. Энергию излучения обычно выражают в электронвольтах, эВ. В табл. 8.4-1 суммированы возможные виды распада и типы излучения, которые можно использовать для детектирования индикаторных радионуклидов. Альфа-распад здесь не рассматривается, так как он представляет интерес лишь в случае радионуклидов с > 83. Бета-частицы очень просто детектировать. Однако их непрерывный энергетический спектр препятствует специфичному детектированию радионуклида, если перед счетом [c.98]

Поскольку некоторые характеристики, обсуждаемые ниже, могут отличаться от одного активационного метода к другому, здесь рассмотрен только НАА, использующий ядерный реактор, — приложение, которое составляет свыше 90% всех активационных анализов. Чтобы проиллюстрировать роль НАА в определении следов элементов, имеет смысл сравнить его потенциал, основные проблемы и ограничения, особенно возможные источники погрешностей и достигаемую точность, с характеристиками конкурирующих методов. [c.101]

Методология реакторного нейтронно-активационного анализа хорошо проработана [8.4-5,8.4-6]. Если природа пробы примерно известна, то можно достаточно хорошо оценить оптимальный режим проведения анализа, получаемые пределы обнаружения и возможные ядерные помехи. [c.119]

Активационный анализ — метод определения ничтожно малых количеств вещества, основанный на образовании радио нуклидов в результате облучения анализируемого вещества однородным потоком ядерных частиц. По типу частиц, используемых для облучения, различают нейтронно-активационный анализ, активационный анализ с помощью заряженных частиц и фотонно-активационный анализ, основанный на реакции (у, п). В настоящее время наибольшее значение имеет нейтронно-активационный анализ, в котором используют поток медленных нейтронов ( <0,001 МэВ) ядерного реактора или поток быстрых нейтронов (Е = 1—14 МэВ) нейтронного генератора. Для быстрых нейтронов характерны реакции типа п, р п, а я п, 2п при облучении медленными нейтронами протекает только реакция п, у. Вследствие высоких сечений реакций (1 — 1000 барн) медленные нейтроны обеспечивают большую чувствительность анализа, нежели быстрые нейтроны, для которых сечение реакций С5ш ественно ниже (0,001—0,1 барн). [c.137]

Чувствительность активационного анализа обусловлена интенсивностью потока ядерных частиц, сечением ядерной реакции, периодом полураспада и характером излучения образующегося радионуклида. [c.137]

МэВ и Мп (Г1,2 = 2,578 ч, Еу = 2,657 МэВ). Поэтому обычно рекомендуется измерять радиоактивность Ка через 10—15 ч после активации, когда распадутся короткоживущие радионуклиды. При использовании в активационном анализе быстрых нейтронов необходимо учитывать вклад параллельно протекающих ядерных реакций Mg(n, р) Ка и А1(м, а) Ка в образование радионуклида Ка сечение этих реакций — 1,2-10 и 0,56-10 барн соответственно. Экспериментальное изучение мешающего влияния пороговых ядерных реакций на активационное определение натрия в Mg и А1 с использованием реакции (п, у) показало, что степень влияния зависит от доли быстрых нейтронов в общем нейтронном потоке [442]. [c.139]

Ядерные реакторы служат наиболее интенсивными источниками нейтронов. Для целей активационного анализа используют исследовательские реакторы различ1ЮЙ конструкции. Сердечник реактора (рис. 8.4-8) состоит из топливных стержней ( ) из урана, обогащенного подвергающегося деле-1ШЮ под действием тепловых нейтронов, и управляющих стержней (2), сделанных из материала, способного сильно поглощать нейтроны (кадмий, бор), чтобы управлять процессом деления, изменяя скорость образования нейтронов. В процессе деления высвобождается два или три быстрых нейтрона. Сердечник окружен резервуаром (5), заполненным водой или тяжелой водой. Вода выполняет две функции замедляет быстрые нейтроны и охлаждает топливные стержни. Отражатель (4), обычно выполняемый из графита, установлен вокруг сердечника, чтобы за счет отражения уменьшить потери нейтро1Юв, покидающих сердечник. Экран (5), обычно бетонный, защищает окружение реактора от интенсивного излучения сердечника. Несколько экспериментальных каналов, которые могут быть расположены горизонтально (6) и вертикально (7), ведут к местам облучения или в сердечнике реактора или вне его. [c.117]

Образцы были проанализированы инструментальным нейтронно-активационным методом в лаборатории активационного анализа Института ядернай физики г. Ташкента. Данный анализ позволяет определять до 30 макро- и микроэлементов в волосах человека, что может служит ь достаточной хараетеристикой состояния окружающей среды. Этот метод получил широкое распространение в исследованиях загрязненности природной среды. [c.184]

Многие физические методы анализа — атомная и ядерная спектроскопия, активационный анализ и другие ядерно-физиче-ские методы позволяют проводить количественные определения, минуя стадию разделения. Одиако при этом обычно возникает другая, порою не менее сложная, задача — необходимость разделения аналитических сигналов определяемого и основных компонентов пробы (основы), а также сигналов сопутствующих компонентов, соседних по положению на щкале развертки аналитических сигналов. Так, в рентгено-флуоресцентном методе интенсивность флуоресценции определяемого элемента может падать за счет-частичного поглощения первичного (возбуждающего) излучения сопутствующими элементами и одновременно за счет поглощения ими собственного излучения флуоресценции элемента. С другой стороны, при частичном наложении полос их флуоресцентного излучения на полосу определяемого элемента интенсивность аналитического сигнала определяемого элемента будет возрастать. [c.19]

Элементный К. а. можно проводить хим. методами с испольэ. р-ций обнаружения, характерных для неорг. ионов в р-рах или атомов в составе орг. соединений. Эти р-ции обычно сопровождаются изменением окраски р-ра (см. также Капельный анализ), образованием осадков (см., напр.. Микрокристаллоскопия) или выделением газообразных продуктов. К. а. неорг. в-в часто требует систематич. хода, при к-ром с помощью хим. р-ций иэ смеси последовательно выделяют небольшие группы ионов (т. н. аналит. уш ы элементов), после чего проводят р-ции обнаружения. В дробном К. а. каждый элемент открывают непосредственно в смеси по специфич. р-ции. Хим. методы имеют практич. значение при необходимости обнаружения только 1—2 элементов. Многоэлементные фиэ. методы, напр, эмиссионный спектральный анализ, активационный анализ, рентгеноспектральный анализ (см. Рентгеновская спектроскопия), позволяют обнаружить ряд элементов после проведения небольшого числа операций. Молекулярный и функциональный К. а. проводят с помощью инфракрасной спектроскопии, комбинационного рассеяния спектроскопии, масс-спектрометрии, ядерного магнитного резонанса и хроматографии, Используют также хим. методы и методы, основанные на измерении таких физ. характеристик в-ва, как, напр., плотность, р-римость, т-ры плавления и кипения. [c.250]

Активационный анализ. Сущность активационного анализа заключается в наведении радиоактивности в исследуемом веществе при облучении его потоками частиц, способными вызвать ядерную реакцию. По характеру возникшей в результате облучения радиоактивности (тип распада, энергия излучения) судят о том, какие химические элементы входят в состав образца, а по ннтенснвностн излучения определяют количественное содержание элементов. [c.165]

В радиохим варианте облученный образец растворяют, а затем отделяют от основы образовавшиеся радионуклиды определяемых элементов, обычно вместе с их изотопными носителями (неактивными изотопами), к-рые специально добавляют в р-р Методы разделения-экстракция, хроматография, дистилляционные методы и др, они позволяют получать препараты определяемых элементов радиохим степени чистоты, активность к-рых можно измерять на полупроводниковом спектрометре При доминирующем содержании одного или неск элементов прямой гамма-спектральный анализ затруднен и необходимо эти радионуклиды разделять на группы, удобные для измерения у-спек-тров Для достижения особенно низких пределов обнаружения вьщеляют индивидуальные элементы Наиб распространен нейтронно-активационный анализ, в к-ром исследуемое в-во облучают потоком тепловых нейтронов с энергией 0,025 эВ, т к сечения ядерных р ций (и, у) в этом случае для большинства элементов на неск порядков выше сечений др ядерпьк р-ций Поток нейтронов из ядерных реакторов достигает 10 -10 частиц/см с Метод позволяет определять большинство але-ментов периодич системы начиная с Na с пределами [c.72]

Нейтронные пучки практически используются при синтезе радионуклидов, получении трансурановых элементов, в хим. анализе (см. Нейтронно-абсорбционный ана.гиз, Активационный анализ), горном деле (нейтронный каротаж), ней тронной авторадиографии (см. Радиография). В земной атмосфере свободные Н. непрерывно образуются в результате взаимод. космич. излучения с ядрами атомов, входящих в состав воздуха. Эти Н. приводят к непрерывному образованию в атмосфере радиоактивного С при ядерной р-ции Ы(п, р) С, на чем основаи радиоуглеродный метод геохронологии. Об имеющих практич. значение источниках Н. см. в ст. Нейтронные источники. [c.205]

Четыре типа бомбардирующих частиц (медленные и быстрые нейтроны, заряженные частицы и фотоны), используемых для индуцирования ядерных реакций, в которых образуются индикаторные радионуклиды (ИРН), составляют основу четырех различных активационных методов нейтронный активационный анализ па тепловых нейтронах (НАА), активационный анализ ш быстрых нейтронах (БНАА), активационный анализ на заряженных частицах (34 А А) и фотонный активационный анализ (ФА А). Поскольку НАА — наиболее важный и широко применяемый метод, то он рассмотрен в этой главе более детально, тогда как БНАА, ЗЧАА и ФАА представляют собой скорее специальные дополнительные к НАА методы, и для них в этом разделе даны лишь краткие характеристики. [c.92]

Ядерные активационные методы анализа рассмотрены более детально в книге Элвинга и др. [8.4-1] и в более новой книге Эмана и Вэнса [8.4-2]. Основы радиоактивности, ядерных реакций, ядерного оборудования и экспериментальные методики прекрасно отражены в книге Фридландера и др. [8.4-3]. [c.93]

Ядерные реакторы обеспечивают проведение наиболее мощного и наименее дорогого активационного анализа, основанного на реакциях захвата нейтронов (п,7), вызываемых тепловыми и эпитермическими нейтронами. Поэтому наиболее широко используется в активационном анализе именно этот метод. [c.117]

ФАА представляет принципиально интересный, но практически редко используемый метод активационного анализа. Причина такого противоречия заключается в малой доступности линейных ускорителей, необходимых для получения электронов высокой энергии, которыми бомбардируют металлическую мишень для получения фотонов тормозного излучения достаточно высокой энергии и интенсивности. В методе ФАА определение большинства элементов основано на ядерных реакциях (7,п) и (7,р). ФАА используют в основном для определения легких элементов — углерода, азота, кислорода и фтора. ФАА детально описан Зегебаде и сотр. [8.4-15]. [c.130]

Анализ с помощью ядерных реакций (КРА), активационный анализ заряженных частиц (СРАА) Масс-спектрометрия вторичных ионов (МСВИ) [c.347]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология